CN106229527B - 电池卷绕品及一次性锂金属电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了电池卷绕品及一次性锂金属电池，包括由内层的正极片、第一隔膜纸、负极片和外层的第二隔膜纸依次叠加组成的组合体，组合体卷绕成筒状卷绕体，负极片上连接有与卷绕体的中心线平行并向钢壳底部延伸的负极极耳，正极片的末端切口部与位于该末端切口部内侧的负极片上的负极极耳有一段距离，其特征在于负极极耳上一体设置有延伸方向与卷绕体的卷绕方向一致的金属导电体，该金属导电体的自由端向正极片的末端切口部延伸并超过一段距离，该金属导电体的自由端与负极片电连接，其优点是避免传统技术中被绝缘片覆盖的负极片无法参与化学反应，确保负极片上的所有材料都能参与反应，提高了电池的电性能指标。
Description
技术领域
本发明涉及一种锂金属电池领域，尤其涉及电池卷绕品及一次性锂金属电池。
背景技术
锂电池主要应用于照相机、烟感警报器、煤气表、电表、水表等要求容量大、储存时间长、工作温度范围广的用电器领域。传统锂电池包括金属壳体、卷绕品、封口体；卷绕品包括正极片、第一隔膜纸、负极片和第二隔膜纸，将四者卷曲起来，能满足正极片与负极片相隔离的效果，然后再用胶带将卷绕品绑起来，以防止卷绕品发散。从负极片上引出负极极耳与钢壳底部连接，正极片上引出正极极耳与正极端子连接。传统的卷绕品的负极片的最外端超过正极片的最外端并将后者覆盖。
卷绕品反应原理：
负极：锂金属和电解质反应失去电子，形成锂离子融入到电解质中；反应公式：Li→Li++e；
正极：负极锂溶解下的锂离子通过电解质迁移进入正极中；如锂锰为例反应公式：MnO2+Li++e→MnO2(Li+)；所以在整个化学反应过程中，负极处于一个慢慢消失的过程。
中国专利号为201620103036.7的实用新型专利公开了一次性锂金属电池卷绕品，组合体卷绕成筒状卷绕体，卷绕体上的负极板的外侧面与正极片的内侧面为相邻面，负极片的末端位于卷绕体的最外侧，负极片上设置有负极极耳，正极片的末端切口部与位于其内侧负极片上的负极极耳有一段距离，负极片外侧面上贴附一段绝缘片，绝缘片一端连接于负极极耳，所述的绝缘片另一端向正极片的末端切口部延伸并超过一段距离，绝缘片的延伸方向与卷绕体的卷绕方向一致。该绝缘片阻止正极片的末端切口部位置与负极片之间的化学反应，避免因为正极片切口部表面增加和紧密贴附因素造成与负极片之间的化学反应加速，从而避免负极片熔断现象产生，保证负极片上的负极极耳始终与负极片的整体相连，增加一次性锂电池的可靠性，本发明以牺牲被绝缘片覆盖的负极片那部分材料作为代价，确保负极片整体的绝大部分材料参与化学反应。
该卷绕品具有如下结构：1、负极极耳贴在负极片上，然后绝缘片再贴于负极极耳和负极片上，绝缘片的加入会增加卷绕品的厚度，从而增加卷绕品的横向直径，给卷绕品装入到钢壳内增加难度。
2、绝缘片(胶带)与负极片、负极极耳之间可能会存在贴合不紧密的情况，甚至会有脱开现象发生，造成负极片熔断现象发生。
3、现有的绝缘片覆盖，虽然避免了熔断现象，但是以牺牲被绝缘片覆盖的负极片那部分材料作为代价，浪费了该部分负极片材料，影响了电池的放电电量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种不仅能避免负极片熔断现象发生的电池卷绕品，同时能保证所有的负极片材料都能与正极片参与反应；其进一步地提供使用了该电池卷绕品的一次性锂金属电池。
解决本发明的技术问题需要提供的技术方案：电池卷绕品，包括由内层的正极片、第一隔膜纸、负极片和外层的第二隔膜纸依次叠加组成的组合体，所述的组合体卷绕成筒状卷绕体，所述的负极片上连接有与所述的卷绕体的中心线平行并向钢壳底部延伸的负极极耳，所述的正极片的末端切口部与位于该末端切口部内侧的负极片上的负极极耳有一段距离，其特征在于所述的负极极耳上一体设置有延伸方向与卷绕体的卷绕方向一致的金属导电体，该金属导电体的自由端向正极片的末端切口部延伸并超过一段距离，该金属导电体的自由端与负极片电连接。
本发明进一步的优选方案为：所述的金属导电体紧贴于弯曲的负极片。
本发明进一步的优选方案为：所述的金属导电体的宽度小于负极片的宽度。
本发明进一步的优选方案为：所述的金属导电体与负极极耳的材料相同，所述的金属导电体与负极极耳的厚度相同，所述的金属导电体与负极极耳一体制作成型。
本发明进一步的优选方案为：所述的金属导电体的宽度为2mm～4mm,金属导电体的长度为20mm～30mm。
一次性锂金属电池，包括钢壳、电解液及电池卷绕品，其特征在所述的电池卷绕品包括由内层的正极片、第一隔膜纸、负极片和外层的第二隔膜纸依次叠加组成的组合体，所述的组合体卷绕成筒状卷绕体，所述的负极片上连接有与所述的卷绕体的中心线平行并向钢壳底部延伸的负极极耳，所述的正极片的末端切口部与位于该末端切口部内侧的负极片上的负极极耳有一段距离，其特征在于所述的负极极耳上一体设置有延伸方向与卷绕体的卷绕方向一致的金属导电体，该金属导电体的自由端向正极片的末端切口部延伸并超过一段距离，该金属导电体的自由端与负极片电连接。
本发明进一步的优选方案为：所述的金属导电体紧贴于弯曲的负极片。
本发明进一步的优选方案为：所述的金属导电体的宽度小于负极片的宽度。
本发明进一步的优选方案为：所述的金属导电体与负极极耳的材料相同，所述的金属导电体与负极极耳的厚度相同，所述的金属导电体与负极极耳一体制作成型。
本发明进一步的优选方案为：所述的金属导电体的宽度为2mm～4mm,金属导电体的长度为20mm～30mm。
与现有技术相比，本发明的优点是当正极片的末端切口部与相邻的负极片加速反应时，靠近正极片末端切口部处的负极片出现熔断现象，金属导电体连接于负极极耳与熔断内侧的负极片之间，保证熔断内侧的负极片依然能与负极极耳连接，从而使负极片能全部参与电化学反应。相比传统的绝缘片而言，金属导电体与负极极耳一体，可避免增加卷绕品的厚度，卷绕品装入钢壳相对比较方便。只需金属导电体的自由端与负极片电连接即可，金属导电体仅仅提供电子转移的通道。最为重要的是避免传统技术中被绝缘片覆盖的负极片无法参与化学反应，确保负极片上的所有材料都能参与反应，提高了电池的电性能指标。
附图说明
图1为本发明的电池卷饶品的立体图
图2为本发明的电池卷绕品的局部展开图；
图3为本发明的负极片展开后与负极极耳的关系图；
图4为本发明的电池卷绕品的截面图；
图5为本发明的电池卷绕品展开后的局部结构图；
图6为图5中A处放大图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1和图2所示，电池卷绕品，包括由内层的正极片1、第一隔膜纸2、负极片3和外层的第二隔膜纸4依次叠加组成的组合体，组合体卷绕成筒状卷绕体5，负极片3上连接有与卷绕体5的中心线平行并向钢壳6底部61延伸的负极极耳7，正极片1的末端切口部11与位于该末端切口部11内侧的负极片3上的负极极耳7有一段距离，负极极耳7上一体设置有延伸方向与卷绕体5的卷绕方向一致的金属导电体8，该金属导电体8的自由端81向正极片的末端切口部11延伸并超过一段距离，该金属导电体8的自由端81与负极片3电连接。如图2所示，虚线表示正极片的末端切口部11，金属导电体8的自由端超过该末端切口部11。与该末端切口部相对应的负极片位置因剧烈反应会产生熔断现象。图4、图5和图6所示，在负极片上发生熔断现象的部位R,熔断部位R内侧的负极片通过金属导电体与负极极耳连接。
金属导电体8紧贴于弯曲的负极片3，以避免增加卷曲品的厚度。如图3所示，负极极耳与金属导电体贴附于负极片上。图3为负极片展开平面图，在实际的电池卷绕体上，负极片呈弯曲的卷绕状。
金属导电体8的宽度小于负极片3的宽度。金属导电体仅仅起到电连接的作用，使负极片始终与负极极耳连接。
金属导电体8与负极极耳7的材料相同，金属导电体8与负极极耳7的厚度相同，金属导电体8与负极极耳7一体制作成型。金属导电体与负极极耳一体加工，加工比较方便，降低生产成本。如附图中所示，负极极耳与金属导电体组成L型结构，整体上为一块镍片。也可以采用其他形状，只要是同时满足以下两个作用即可，即一方面使得负极片与钢壳底部连接，另一方面使熔断部位内侧的负极片与负极极耳连接，在熔断发生时，依然能使所有的负极片都与正极片参与反应。
金属导电体8的宽度为2mm或3mm或4mm,金属导电体8的长度为20mm或25mm或30mm。
一次性锂金属电池，包括钢壳、电解液及电池卷绕品，电池卷绕品，包括由内层的正极片1、第一隔膜纸2、负极片3和外层的第二隔膜纸4依次叠加组成的组合体，组合体卷绕成筒状卷绕体5，负极片3上连接有与卷绕体5的中心线平行并向钢壳6底部61延伸的负极极耳7，正极片1的末端切口部11与位于该末端切口部11内侧的负极片3上的负极极耳7有一段距离，负极极耳7上一体设置有延伸方向与卷绕体5的卷绕方向一致的金属导电体8，该金属导电体8的自由端81向正极片的末端切口部11延伸并超过一段距离，该金属导电体8的自由端81与负极片3电连接。
以上对本发明所提供的一次性锂电池卷绕品进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (6)
1.电池卷绕品，包括由内层的正极片、第一隔膜纸、负极片和外层的第二隔膜纸依次叠加组成的组合体，所述的组合体卷绕成筒状卷绕体，所述的负极片上连接有与所述的卷绕体的中心线平行并向钢壳底部延伸的负极极耳，所述的正极片的末端切口部与位于该末端切口部内侧的负极片上的负极极耳有一段距离，其特征在于所述的负极极耳上一体设置有延伸方向与卷绕体的卷绕方向一致的金属导电体，该金属导电体的自由端向正极片的末端切口部延伸并超过一段距离，该金属导电体的自由端与负极片电连接；所述的金属导电体紧贴于弯曲的负极片；所述的金属导电体的宽度小于负极片的宽度。
2.根据权利要求1所述的电池卷绕品，其特征在于所述的金属导电体与负极极耳的材料相同，所述的金属导电体与负极极耳的厚度相同，所述的金属导电体与负极极耳一体制作成型。
3.根据权利要求1所述的电池卷绕品，其特征在于所述的金属导电体的宽度为2mm～4mm,金属导电体的长度为20mm～30mm。
4.一次性锂金属电池，包括钢壳、电解液及电池卷绕品，其特征在所述的电池卷绕品包括由内层的正极片、第一隔膜纸、负极片和外层的第二隔膜纸依次叠加组成的组合体，所述的组合体卷绕成筒状卷绕体，所述的负极片上连接有与所述的卷绕体的中心线平行并向钢壳底部延伸的负极极耳，所述的正极片的末端切口部与位于该末端切口部内侧的负极片上的负极极耳有一段距离，其特征在于所述的负极极耳上一体设置有延伸方向与卷绕体的卷绕方向一致的金属导电体，该金属导电体的自由端向正极片的末端切口部延伸并超过一段距离，该金属导电体的自由端与负极片电连接；所述的金属导电体紧贴于弯曲的负极片；所述的金属导电体的宽度小于负极片的宽度。
5.根据权利要求4所述的一次性锂金属电池，其特征在于所述的金属导电体与负极极耳的材料相同，所述的金属导电体与负极极耳的厚度相同，所述的金属导电体与负极极耳一体制作成型。
6.根据权利要求4所述的一次性锂金属电池，其特征在于所述的金属导电体的宽度为2mm～4mm,金属导电体的长度为20mm～30mm。
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